DE1121485B - Spring energy storage, especially for the suspension of motor vehicles - Google Patents

Description

Federkraftspeicher, insbesondere für die Federung von Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft Federkraftspeicher, insbesondere für die Federung von Kraftfahrzeugen, mit einem durch eine elastische Membran in zwei Räume geteilten Gehäuse und einem als Federmittel wirkenden kompressiblen Medium, z. B. Stickstoff im ersten dieser beiden Räume, und einem als übertragungsmittel wirkenden inkompressiblen Medium, z. B. 0I im zweiten Raum. In den weiteren Erläuterungen soll der das inkompressible Medium aufnehmende zweite Raum als Flüssigkeitsraum und der das kompressible Medium enthaltende erste Raum mit Gasraum bezeichnet werden, wobei die Verwendung anderer Medien nicht ausgeschlossen sein soll.Spring force accumulators, in particular for the suspension of motor vehicles The invention relates to spring force accumulators, in particular for the suspension of motor vehicles, with a housing and a housing divided into two spaces by an elastic membrane acting as a spring means compressible medium, z. B. nitrogen in the first of these both spaces, and an incompressible medium acting as a means of transmission, z. B. 0I in the second room. In the remainder of the explanations, the should be the incompressible Medium-receiving second space as a liquid space and the compressible medium containing first space can be referred to as gas space, with the use of others Media should not be excluded.

Federkraftspeicher der vorstehend erwähnten Art sind an sich bekannt, wobei der Flüssigkeitsraum oder der Gasraum zwischen der elastischen Membran und der Gehäuseaußenwandung angeordnet sein kann. Bekannte Federkraftspeicher zeigen den Nachteil, daß ihre Federcharakteristik, welche aus Gasvolumen und Gasdruck bestimmt ist, nicht in allen Fällen über den gesamten, durch konstruktive Begrenzung bestimmten Gasraum eindeutig festzulegen ist. Diese Federkraftspeicher, bei denen der Gasraum beim Entspannen den gesamten, durch konstruktive Begrenzung bestimmten Gehäuseraum einnehmen kann, neigen dazu, daß sich beim schnellen Verdrängen der Flüssigkeit zwischen Membran und Gehäusewandung ein Flüssigkeitssack bilden kann. Dieser kommt dadurch zustande, daß der Flüssigkeit mit der ihr anhaftenden Trägheit der Durchflußweg aus allen Teilen des Flüssigkeitsraumes zu den einseitig angebrachten Abflußöffnungen von der Membran gesperrt wird.Spring energy accumulators of the type mentioned above are known per se, wherein the liquid space or the gas space between the elastic membrane and the housing outer wall can be arranged. Show known spring force accumulators the disadvantage that their spring characteristics, which are determined by gas volume and gas pressure is, not in all cases over the whole, determined by constructive limitation The gas space is to be clearly defined. These spring force accumulators, in which the gas space when relaxing, the entire housing space determined by the constructive limitation Ingestion tend to result in rapid displacement of the liquid can form a fluid sack between the membrane and the housing wall. This one is coming due to the fact that the liquid with its inherent inertia the flow path from all parts of the liquid space to the drainage openings on one side is blocked by the membrane.

Der Federbereich des Federkraftspeichers ist durch die konstruktive Begrenzung des Gehäuseraumes bestimmt, und beim Entspannen des Gasraumes und Bildung eines Flüssigkeitssackes kann das Gas nicht den gesamten, durch konstruktive Begrenzung bestimmten Gehäuseraum einnehmen. Die im Flüssigkeitssack eingesperrte Flüssigkeit stört die Zuordnung von Federweg zu einem bestimmten Flüssigkeitsstand im Flüssigkeitsraum, d. h., die Federcharakteristik des Federkraftspeichers bricht frühzeitig ab.The spring area of the spring force accumulator is due to the constructive Limitation of the housing space determined, and when relaxing the gas space and formation a liquid sack cannot contain the entire gas, due to constructional limitations occupy certain housing space. The liquid trapped in the liquid sack disrupts the assignment of the spring deflection to a certain liquid level in the liquid space, d. In other words, the spring characteristics of the spring force accumulator break off prematurely.

Es sind Federkraftspeicher bekannt, die im Flüssigkeitsraum mehrere Bohrungen aufweisen, die einen Abfluß der Flüssigkeit an mehreren Stellen zulassen. Von diesen Bohrungen sind aber ein Teil nur als Entlüftungsbohrungen beim Füllen vorgesehen. Außerdem ergibt sich beim Versperren dieser oder jener Bohrungen immer noch eine Unstetigkeit in der Federcharakteristik und vor allem eine Änderung der Dämpfung. Es sind weitere Federkraftspeicher bekannt, die für die Federung nur einen Teil des durch konstruktive Begrenzung bestimmten Gehäuseraumes verwenden, d. h., ein Teil des Gehäuseraumes bleibt immer mit Flüssigkeit gefüllt. Diese haben den Nachteil, daß der Gehäuseraum größer ausgebildet wird, als es der Zuordnung vom Federraum zum Federbeinweg oder dem Flüssigkeitsstand entsprechen würde.There are known spring force accumulators that have several in the liquid space Have bores that allow an outflow of the liquid in several places. However, some of these holes are only used as ventilation holes when filling intended. In addition, blocking this or that hole always results another discontinuity in the spring characteristics and above all a change in the Damping. There are other spring energy storage known that only one for the suspension Use part of the housing space determined by the design limitation, d. H., part of the housing space always remains filled with liquid. These have the Disadvantage that the housing space is made larger than it is the assignment of Spring space would correspond to the strut travel or the fluid level.

Die Erfindung hat die Aufgabe, diese vorstehenden Nachteile zu vermeiden. Die Aufgabe wird bei den eingangs erwähnten Federkraftspeichern dadurch gelöst, daß in dem das inkompressible Medium aufnehmenden zweiten Raum Mittel vorgesehen sind, welche ein sattes, dichtendes Anliegen der freien Membranfläche an der Gehäusewandung verhindern.The invention aims to obviate these above disadvantages. In the case of the spring force accumulators mentioned at the beginning, the object is achieved by that means are provided in the second space receiving the incompressible medium are, which a full, sealing fit of the free membrane surface on the housing wall impede.

Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß die Flüssigkeit auch bei schneller Entspannung des Federkraftspeichers vollständig aus dem Flüssigkeitsraum abfließen kann. Es kann daher die Federcharakteristik nicht vorzeitig abbrechen, und der zur Verfügung stehende Raum kann voll für die Federung ausgenutzt werden.This training has the advantage that the liquid is also faster Relaxation of the spring force accumulator completely drain from the liquid space can. It can therefore not break off the spring characteristic prematurely, and the for The available space can be fully used for the suspension.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung weist die Membran auf ihrer dem zweiten Raum zugewandten Oberfläche stellenweise Erhebungen auf und ist durch diese Erhebungen an der den zweiten Raum bildenden Gehäusewand abstützbar, so daß die zwischen den Erhebungen liegende Membranfläche im Abstand von der Gehäusewand gehalten wird.In a preferred embodiment according to the invention, the Membrane on its surface facing the second space, elevations in places and is through these elevations on the housing wall forming the second space can be supported so that the membrane surface lying between the elevations is at a distance is held by the housing wall.

Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Membran gegenüber der Gehäusewandung, welche nicht besonders bearbeitet zu sein braucht, geschützt wird, ohne daß die Elastizität der Membran wesentlich verändert wird, wie es z. B. durch eine stärkere Membranhaut der Fall sein würde. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß durch die stellenweisen Erhebungen die Membran gegen Ventile u. dgl. geschützt ist, wenn die Membran z. B. eine geschlossene Topfform aufweist.This embodiment has the advantage that the membrane is protected from the housing wall, which does not need to be specially processed, without the elasticity of the membrane being significantly changed, as is the case, for. B. would be the case with a thicker membrane skin. Another advantage is that the raised areas protect the membrane from valves and the like when the membrane is e.g. B. has a closed pot shape.

Die Erhebungen in der Membranoberfläche können in erster Linie bzw. in verstärktem Maße im Bereich des zentral im zweiten Raum angeordneten Zu- und Abflußventils für das übertragungsmedium angeordnet sein. Dabei ist eine nach dem Ventil hin gerichtete strahlenförmige Anordnung und bzw. oder Ausbildung der.Erhebungen zweckmäßig. Als Erhebungen sind leistenförmige Wülste oder punktförmige Buckel vorgesehen.The elevations in the membrane surface can primarily or to a greater extent in the area of the central access and Be arranged drain valve for the transmission medium. There is one after the Radial arrangement directed towards the valve and / or formation of the elevations expedient. Strip-shaped bulges or point-shaped bumps are provided as elevations.

Einzelheiten der Erfindung zeigen die nachstehend beschriebenen .und in der Zeichnung dargestellten Beispiele, ohne daß dem Text oder der Darstellung ein einschränkender Sinn beizulegen ist. Es zeigt Fig. 1 einen Federkraftspeicher mit topfförmiger Membran im Schnitt, Fig. 2 einen Federkraftspeicher mit konzentrisch innenliegendem Federbein im Schnitt und Fig. 3 und 4 verschiedene Ausführungsformen der Erhebungen in Ansicht.Details of the invention are shown below. And Examples shown in the drawing without affecting the text or illustration a restrictive sense is to be attached. 1 shows a spring force accumulator with a cup-shaped membrane in section, FIG. 2 shows a spring force accumulator with concentric internal strut in section and FIGS. 3 and 4 different embodiments of the surveys in view.

Fig. 1 zeigt einen Federkraftspeicher 2, welcher getrennt von irgendeinem Arbeitsaggregat, z. B. einer Radaufhängung nach Art eines Federbeines oder eines Scheibenwischers angeordnet ist. Der Federkraftspeicher 2 besteht aus einem topfförmigen Gehäuse 3 und einem Deckel 4. Eine Membran 5 ist mit einer Wulst 6 zwischen topfförmigem Gehäuse 3 und Deckel 4 dichtend angebracht. Die Membran 5 ist dabei ebenfalls als Topf ausgebildet und in der Größe im wesentlichen dem Gehäuse 3 angepaßt. Sie teilt das Innere des Federkraftspeichers 2 in zwei Räume 7 und B. Fig. 1 shows a spring force accumulator 2, which is separated from any working unit, for. B. a wheel suspension is arranged in the manner of a strut or a windshield wiper. The spring force accumulator 2 consists of a cup-shaped housing 3 and a cover 4. A membrane 5 is sealingly attached with a bead 6 between the cup-shaped housing 3 and cover 4. The membrane 5 is also designed as a pot and is essentially adapted in size to the housing 3. It divides the interior of the spring energy store 2 into two rooms 7 and B.

In dem ersten Raum 7 befindet sich als Federmedium ein kompressibles Medium, z. B. Stickstoff. Ein nicht näher dargestelltes Ventil 9 dient der Füllung bzw. Regelung. Im zweiten Raum 8 befindet sich eine Füssigkeit, z. B. Öl. Dieser Raum 8 steht über das Ventil 10 - welches möglicherweise noch eine Drosselfunktion zu erfüllen hat -, über nicht dargestellte Leitungen mit dem Arbeitsaggregat in Verbindung. Die Flüssigkeit überträgt also die Bewegungen und Kräfte vom Arbeitsaggregat auf das Federmedium, und umgekehrt.In the first space 7 there is a compressible medium, e.g. B. nitrogen. A valve 9, not shown in detail, is used for filling or regulation. In the second room 8 there is a liquid, e.g. B. Oil. This space 8 is connected to the working unit via the valve 10 - which may still have to fulfill a throttle function - via lines not shown. The liquid thus transfers the movements and forces from the working unit to the spring medium, and vice versa.

Die Membran 5 ist auf ihrer dem zweiten Raum 8 zugekehrten Außenseite mit Erhebungen 11 versehen. Diese sind als punktförmige Buckel ausgebildet. Sie sind, wie Fig. 3 zeigt, so angeordnet, daß sie strahlenförmig zum Ventil 10 gerichtet sind. Durch diese Buckel wird die Membran 5 stets auf Abstand von der Wandung des Gehäuses 3 gehalten, d. h., sie kann niemals satt und dichtend an dieser anliegen. Der Durchfluß der Flüssigkeit aus allen Teilen des zweiten Raumes 8 zum Ventil 10 ist stets gewährleistet, und ein Flüssigkeitssack kann sich nicht ausbilden.The membrane 5 is provided with elevations 11 on its outside facing the second space 8. These are designed as point-like humps. As shown in FIG. 3, they are arranged in such a way that they radiate towards the valve 10 . By means of these bosses, the membrane 5 is always kept at a distance from the wall of the housing 3, that is to say, it can never lie against it in a full and sealing manner. The flow of the liquid from all parts of the second space 8 to the valve 10 is always guaranteed, and a liquid bag cannot form.

Fig. 2 zeigt einen Federkraftspeicher 12, welcher aus einem topfförmigen Gehäuse 14 und einem Dekkel 17 besteht. Das Gehäuse ist an einem Teil, z. B. am Fahrzeugrahmen, befestigt. Zentrisch im Deckel 17 liegt ein Federbeingehäuse 19, in dem der Kolben 13 arbeitet. Dieser ist z. B. mit einem Teil der Radaufhängung verbunden. Der Federkraftspeicher 12 steht über einen Flüssigkeitsraum 16 im Federbeingehäuse 19 mittelbar in Verbindung.2 shows a spring force accumulator 12, which consists of a cup-shaped housing 14 and a cover 17. The housing is on one part, e.g. B. on the vehicle frame attached. A suspension strut housing 19, in which the piston 13 works, is located centrally in the cover 17. This is z. B. connected to part of the suspension. The spring force accumulator 12 is indirectly connected via a liquid space 16 in the suspension strut housing 19.

Die Membran 15 ist mit einer Wulst 18 zwischen topfförmigem Gehäuse 14 und Deckel 17 dichtend eingelassen. Mit einer zweiten Randwulst 20 ist sie an dem Federbeingehäuse 19 dichtend befestigt. Durch die Befestigung von Randwulst 18 und 20 ist zwischen Membran 15 und topfförmigem Gehäuse 14 der zweite Raum 21 geschaffen, welcher die Flüssigkeit, z. B. Öl, enthält. Zwischen Membran 15, Federbeingehäuse 19 und Deckel 17 wird der erste Raum 22 gebildet, welcher das kompressible Medium, z. B. Stickstoff, enthält. Der Raum 22 steht, wie in Fg. 1, mit einem Ventil 9 in Verbindung. Der Raum 21 steht mit dem Flüssigkeitsraum 16 über eine Loch-bzw. Ventilplatte 23, welche beim Federungsvorgang schwingungsdämpfend wirkt, in Verbindung. Die Membran 15 ist wiederum mit Erhebungen 11 versehen, durch welche sie auf Abstand von der Gehäusewandung des topfförmigen Teils 14 gehalten wird und ein Durchfluß der gesamten Flüssigkeit aus dem zweiten Raum durch die Loch- bzw. Ventilplatte 23 in den Flüssigkeitsraum 16 im Federbeingehäuse 19 gewährleistet ist.The membrane 15 is embedded in a sealing manner with a bead 18 between the cup-shaped housing 14 and the cover 17. With a second edge bead 20 , it is fastened to the suspension strut housing 19 in a sealing manner. By attaching the edge bead 18 and 20 , the second space 21 is created between the membrane 15 and the cup-shaped housing 14, which the liquid, for. B. oil contains. Between the membrane 15, the strut housing 19 and the cover 17, the first space 22 is formed, which contains the compressible medium, e.g. B. nitrogen contains. As in FIG. 1, the space 22 is connected to a valve 9. The space 21 communicates with the liquid space 16 via a hole or. Valve plate 23, which has a vibration-damping effect during the suspension process, in connection. The membrane 15 is in turn provided with elevations 11 by which it is held at a distance from the housing wall of the cup-shaped part 14 and ensures a flow of all the liquid from the second space through the perforated or valve plate 23 into the liquid space 16 in the strut housing 19 is.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung, wie die Erhebungen 11 als punktförmige Buckel ausgebildet sein können. Dabei kann es wichtig sein, daß die in den verschiedenen Strahlen angeordneten Buckel 11 hinsichtlich ihres Abstandes von der Membranmitte gegeneinander versetzt sind. Dadurch wird ein kreisförmiges Anliegen der Membran zwischen den Bukkeln 11 vermieden.Fig. 3 shows a schematic representation of how the elevations 11 can be designed as point-like humps. It can be important that the protrusions 11 arranged in the various beams are offset from one another with regard to their distance from the center of the membrane. As a result, a circular contact of the membrane between the buccles 11 is avoided.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung, wie die Erhebungen als leistenförmige Wülste ausgeführt sein können. Auch diese sind zweckmäßig gegeneinander versetzt.Fig. 4 shows a schematic representation of how the elevations as strip-shaped beads can be executed. These are also useful against each other offset.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Federkraftspeicher, insbesondere für die Federung von Kraftfahrzeugen, mit einem durch eine elastische Membran in zwei Räume geteilten Gehäuse und einem als Federmittel wirkenden kompressiblen Medium, z. B. Stickstoff im ersten der beiden Räume, und einem als übertragungsmittel wirkenden inkompressiblen Medium, z. B. Öl im zweiten Raum, dadurch gekennzeichnet, daß in dem das inkompressible Medium aufnehmenden zweiten Raum Mittel vorgesehen sind, welche ein sattes, dichtendes Anliegen der freien Membranfläche an der Gehäusewandung verhindern. PATENT CLAIMS: 1. Spring force accumulator, especially for the suspension of motor vehicles, with a housing divided into two spaces by an elastic membrane and a compressible medium acting as a spring means, e.g. B. nitrogen in the first of the two spaces, and an incompressible medium acting as a transfer medium, e.g. B. oil in the second space, characterized in that means are provided in the second space receiving the incompressible medium, which prevent a full, sealing engagement of the free membrane surface on the housing wall. 2. Federkraftspeicher nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (5) auf ihrer dem zweiten Raum (8) zugewandten Oberfläche stellenweise Erhebungen (11) aufweist und durch diese Erhebungen (11) an der den zweiten Raum (8) bildenden Gehäusewand (3) abstützbar ist, so daß die zwischen den Erhebungen (11) liegende Membranfläche im Abstand von der Gehäusewand (3) gehalten wird (Füg. 1 bis 3). 2. Spring force accumulator according to claim 1; characterized in that the membrane (5) has elevations (11) in places on its surface facing the second space (8) and can be supported by these elevations (11) on the housing wall (3) forming the second space (8) , so that the membrane surface lying between the elevations (11) is held at a distance from the housing wall (3) (Füg. 1 to 3). 3. Federkraftspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (11) in der Membranoberfläche in erster Linie bzw. in verstärktem Maße im Bereich des im zweiten Raum (8) angeordneten Zu- und Abflußventils (10) für das Übertragungsmedium angeordnet sind (Füg. 1). 3. Spring force accumulator according to claim 2, characterized in that the elevations (11) in the membrane surface are arranged primarily or to a greater extent in the area of the inlet and outlet valve (10) arranged in the second space (8 ) for the transmission medium ( Add. 1). 4. Federkraftspeicher nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine nach dem zentral angeordneten Ventil (10) hin gerichtete strahlenförmige Anordnung und bzw. oder Ausbildung der Erhebungen (Fig. 3 und 4). 4th Spring force accumulator according to claim 2 or 3, characterized by one after the central arranged valve (10) directed towards radial arrangement and / or Formation of the surveys (Fig. 3 and 4). 5. Federkraftspeicher nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Erhebungen in der Membran (5) leistenförmige Wülste (Fig. 4) oder punktförmige Buckel (Fig. 3) vorgesehen sind. 5. Spring energy storage device according to one of the claims 2 to 4, characterized in that strip-shaped elevations in the membrane (5) Bulges (Fig. 4) or punctiform bosses (Fig. 3) are provided. 6. Federkraftspeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die punktförnügen Buckel in der Membran (5) hinsichtlich ihrer Entfernung vom Ventil (10) gegeneinander versetzt sind (Fig. 3). In Betracht gezogene Druckschriften: Bekanntmachungsunterlagen der deutschen Auslegeschrift S 46516 11/63c (bekanntgemacht am 11. 10. 1956).6. Spring energy accumulator according to claim 5, characterized in that the point-to-point humps in the membrane (5 ) are offset from one another with regard to their distance from the valve (10) (Fig. 3). Considered publications: Announcement documents of the German Auslegeschrift S 46516 11 / 63c (published on October 11, 1956).